大约3.7亿年前，地球逐渐进入了复杂生命所见证的持续时间最长、可能也是最剧烈的冰河期：晚古生代冰河期。在顶峰时期，巨大的大陆冰盖覆盖了全球大部分地区，海平面下降了100多米。总的来说，这个冰河时代持续了大约1亿年。
进入和走出晚古生代冰期是地球历史上最大的气候变化之一，是生命和环境进化的转折点。它显著地塑造了构成古生代末期的两个时期。
首先，它导致了冰河时代石炭纪时期充满巨大昆虫的标志性“煤林”的形成。这也为随后的二叠纪时期爬行动物的崛起铺平了道路。
我领导的一个国际科学家团队刚刚发表了一项研究，首次证明二氧化碳（CO?）在这场巨大的气候转变中发挥了核心作用。
古生代晚期的冰期一直是一个气候谜。这一时期的大气CO 2估算值差异很大，不同的可能温度重建值差异可达20°C。
冰川沉积物在整个时间内的出现经常被用来追踪冰河时代。然而，这种方法由于地质记录的不完整而有偏差，而且只有松散的时间限制。当试图调和这个谜题的各个部分时，矛盾就出现了，比如峰值冰条件与高二氧化碳水平相吻合。
我们的新研究提供了8000万年的原始二氧化碳记录，追踪了晚古生代冰期的下降和出现期间的气候。我们通过观察古代蛤状生物的壳化石来做到这一点，这些生物被称为腕足类动物。这些壳储存了化学指纹，比如硼同位素，这使我们能够计算出腕足动物活着时大气中有多少二氧化碳。
这种从地球深层地质过去重建的二氧化碳是完全新颖的。至关重要的是，重建有一个一致的时间轴，使我们能够将所有的拼图拼凑在一起，证明晚古生代的气候是由二氧化碳密切调节的。
晚古生代的气候和二氧化碳是什么样子的？我们的重建显示，在这个时代的一部分时间里，地球大气中的二氧化碳含量相对较低（约330 ppm），在大约2.98亿年前，在石炭纪和二叠纪之间的边界附近，达到了200 ppm左右的最低值。大气中二氧化碳含量低，加上来自年轻太阳的热量减少，导致了强烈的“冰窖”状况，冰盖一直延伸到地球的中纬度地区。
我们的重建也揭示了冰窖时期的意外结束。科学家们以前认为，晚古生代的冰河时代逐渐消失，但我们的发现表明，它结束得更早。大约2.94亿年前，大规模的火山活动引发了大气中二氧化碳含量的迅速上升——至少在地质时间尺度上是如此——地球变得更加温暖和干燥。
虽然在过去的几十年里，从地球最近的过去（特别是过去6000万年的海底沉积物）重建二氧化碳方面取得了很大进展，但从岩石记录中重建二氧化碳一直被认为是具有挑战性的。因此，我们的研究突破了大气二氧化碳地质重建的界限，并为解开地球化石记录开始时的历史提供了一把钥匙。
虽然二氧化碳预计将发挥重要作用，正如在晚古生代期间所证明的那样，但对过去水平和变化的精确了解是了解地球系统各个方面的基础。要全面掌握二氧化碳对地球气候和可居住性（过去、现在和未来）的影响，解决剩下的差距并不断完善记录至关重要。
